固体废弃物处理与处置,授课教师：邹金龙,绪 论,一、前言 1、课程的重要性 （1）固体废物的多样性、危害性、增长快速性、我国落后性； （2）环境污染严重； （3）全球资源匮乏； （4）与给水排水密切相关 2、讲授的针对性二、内容 1、研究有关固体废弃物处理处置工程的理论知识、实践技术以及相关工程设计的理论和方法 2、全面系统地了解固体废物的性质、指标等基本概念与理论；扎实地掌握固体废物的各种处理的基本概念、基本理论、基本方法及其发展状况 3、基本掌握各种处理的工程技术与方法、应用条件，以及新工艺与新技术，为将来从事工程设计、科研及运行管理工作等奠定必要的理论和应用基础；掌握有关工程经济设计的概念第一章 总论 第二章 固体废弃物的收集、运输与压实 第三章 固体废弃物的预处理 第四章 污泥浓缩与脱水 第五章 固体废弃物的固化 第六章 固体废弃物的焚烧与热解 第七章 固体废弃物的生物处理 第八章 固体废弃物的最终处置 第九章 固体废弃物处理工程设计与经济计算示例,三、参考书籍 课程主要教材： 《固体废物处理与处置》宁平主编.高等教育出版社. 2007, 1, 第一版. 《固体废物处理及资源化》汪群慧主编.化学工业出版社.2004, 第一版. 《固体废物污染控制工程》张小平主编. 化学工业出版社. 2004, 第一版. 《城市固体废物管理》何品晶主编. 科学出版社. 2003, 第一版.,,四、学习方法 五、考核方式,第一章 固体废物总论,1.1 固体废物的定义、特性和分类,1.1.1固体废物的定义及范畴 固体废物定义：是指人类在生产建设、日常生活和其他活动中产生，在一定时间和地点无法利用而被丢弃的污染环境的固体、半固体废弃物质。
固体废物范畴：固、液、气,,1.1.2 固体废物的特点和特征 (1) “资源”和“废物”的相对性 ①从时间方面看： ②从空间角度看： (2) 成分的多样性和复杂性 (3) 危害的潜在性、长期性和灾难性 (4) 污染“源头”和富集“终态”的双重性,,1.1.3 固体废物的分类 1、按组成可分为有机废物和无机废物； 2、按形态可分为固态、半固态和液(气)态废物； 3、按污染特性可分为危险废物和一般废物； 4、按来源分为工业固体废物、矿业固体废物、农业固 体废物、有害固体废物和城市垃圾《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》- 1995年 将固体废物分为： a.城市固体废物或城市生活垃圾； b.工业固体废物； c.危险废物三大类1.2城市固体废物的来源、组成和性质,1.2.1城市固体废物的来源及特点 1.2.1.1 城市固体废物定义（城市生活垃圾） 指在城市居民日常生活中或为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物 1.2.1.2 城市固体废物来源 城市居民家庭、城市商业、餐饮业、旅馆业、旅游业、服务业、市政环卫业、交通运输业、文教卫生业和行政事业单位、工业企业单位以及水处理污泥等1.2.1.3 城市固体废物分类 (1)根据城市垃圾的性质划分 ①可燃烧垃圾和不可燃烧垃圾；②高热值与低热值垃圾；③有机垃圾和无机垃圾；④可堆肥垃圾和不可堆肥垃圾。
(2)按资源回收利用和处理处置方式划分 ①可回收废品；②易堆腐物；③可燃物；④无机废物 (3)按垃圾产生或收集来源划分 ①食品垃圾(厨房垃圾)②普通垃圾(零散垃圾)③庭院垃圾④清扫垃圾⑤商业垃圾⑥建筑垃圾⑦危险垃圾⑧其他垃圾1.2.1.4 城市固体废物特点 (1)增长速度快，产生量不均匀 ①全球：1%～3% ②中国：9% (2)成分复杂、多变，有机物含量高 (3)主要成分为碳，其次为氧、氢、氮、硫等 分析测试表明：C 10%～20%；O 10%～20%；H 1%～3%；N 0.5%～1.0%；S 0.1%～1.2% (4)处理处置方式目前仍以填埋为主,,,,1.2.2 城市固体废物的组成,,1.2.3城市固体废物的性质 1.2.3.1城市固体废物的物理性质 (1)组分 城市固体废物的组分以各成分质量占新鲜垃圾的质量百分数表示有湿基率(%)(含水分)和干基率(%)(去掉水分，如烘干) 当垃圾的含水率已知时，用下式换算： G=a(1-W)×100 (1—1) 式中，G为新鲜湿垃圾中某成分的质量分数，%；a为烘干垃圾中同类组分的质量分数，%；W为垃圾的含水率，%2)含水率 含水率为单位质量垃圾的含水量，用质量分数(%)表示： W=（A－B）/A×100% (1—2) 式中，A为湿垃圾试样的原始质量； B为烘干后垃圾质量。
(3)容重 城市固体废物在自然状态下，单位体积的质量称为垃圾的容重，单位为kg·L-1、kg·m-3、t·m-31.2.3.2城市固体废物的化学性质 (1)挥发分(Vs) 挥发分也叫挥发性固体含量，它是反映垃圾中有机物含量近似值的指标参数，它以垃圾在600℃温度下的灼烧减量作为指标 (2)灰分 灰分是指垃圾中不能燃烧也不挥发的物质，即灰分是反映垃圾中无机物含量的参数3)元素组成 元素组成主要指C、H、O、N、S及灰分的含量(%) (4)热值 单位质量的垃圾完全燃烧所放出的热量，称为垃圾 的热值1.2.3.3城市固体废物的生物学特性 (1)城市固体废物的生物性质及其对环境的影响 由于城市垃圾成分的复杂性，尤其包括人畜粪便、生活污水处理后污泥等，所以本身含有机生物体很复杂，其中有不少生物性污染物城市垃圾中腐化的有机物也含有各种有害的病原微生物，还含有植物虫害、草籽、昆虫和昆虫卵，造成生物污染 在生活污水污泥与粪便污泥中会发现许多病原细菌、病毒、原生动物及后生动物，尤其是肠道病原生物体据报道，70%的疾病源于粪便未作无害化处理造成给水水体的生物性污染 (2)可生化性(为生物处理的可行性提供依据) BOD5/COD判断： BOD5/COD O.45 O.30 O.30 O.25 生物法的难易 较好 可以 较难 不宜,,1.3 工业固体废物的来源、类型及性质,1.3.1工业固体废物来源 1.3.1.1 分类(类型) ①矿业固体废物：产生于采、选矿过程，如废石、尾矿等。
②冶金工业固体废物：产生于金属冶炼过程，如高炉渣等 ③能源工业固体废物：产生于燃煤发电过程，如煤矸石、炉渣等 ④石油、化学工业固废物：产生于石油加工和化工生产过程 ⑤轻工业固体废物：产生于轻工生产过程，如废纸、废塑料、废布头等 ⑥其他工业固体废物：产生于机加工过程，如金属碎屑、电镀污泥等1.3.1.2 工业固体废物产生、贮存及排放方式 (1)产生方式 ①连续产生；②定期批量产生；③一次性产生； ④事故性产生或排放 (2)贮存方式 ①件装容器贮存；②散状堆积；③池、塘、坑贮存 (3)排放方式 ①连续排放；②定期清运排放；③集中一次性排放 1.3.1.3 工业固体废物的形态与污染物特征 (1)形态 (2)污染物含量特征,,,1.3.2 工业固体废物的组成及性质,1.3.2.1 矿业固体废物 (1)来源：矿物开采、加工利用过程 (2)废物产生量 ①对露天矿的开采：每采1m3矿石，需剥离掉8～10 m3的土岩 ②对地下矿石开采：开采1t矿石，排出石渣约3.6 t ③选矿中：选出1t精矿，产几十吨、上百吨甚至上千吨尾矿 ④冶炼中：每冶炼1 t金属也要产生数吨的冶炼渣 (3)矿业废物主要类别和性质 ①露天矿：其剥离物一般为土岩混杂、块度大小不一的固体废物，其性质随围岩的性质而变化。
②地下矿：形态上是大小不同的石块，其性质也随围岩的组成而变化 ③有色金属的尾矿：一般由矿石、脉石及围岩中所含矿物组成，其主要化学成分为SiO2、CaO、MgO、Fe203、K20等1.3.2.2 冶金工业固体废物,(1)来源：高炉渣、钢渣、轧钢、铁合金渣、烧结、有色金属冶炼、铝工业 (2)产生量 ①高炉渣固体废物：通常每炼1 t生铁可产生300～900 kg渣 ②钢渣固体废物：a.转炉钢渣，一般生产1 t钢产生130～240 kg钢渣；b.平炉钢渣，生产1 t钢产生170～210 kg钢渣；c.电炉钢渣，以废钢为原料，生产特殊钢，目前，生产1 t电炉钢产生150～200 kg钢渣 ③轧钢固体废物：轧钢时产生的酸洗废液 ④铁合金固体废物：1 t火法冶炼铁合金产生1 t左右废渣 ⑤烧结固体废物：每生产1 t烧结矿产生20～40kg烧结粉尘 ⑥有色金属冶炼：每年产生有色金属冶炼渣约425×104t ⑦铝冶炼固体废物：每生产l t氧化铝产生1～1.75 t赤泥 ⑧稀有金属冶炼固体废物：15家稀有金属工厂统计，产生量为11.90×104t1.3.2.3 化学工业固体废物,(1)来源：化肥工业、农药、染料、无机盐。
(2)产量 化工固体废物 2870×104t，占工业固体废物的4.5%. (3)主要类别和性质 ①无机盐工业固体废物 无机盐工业特点：a.生产厂家多、产量多(有20多个行业，近800种产品，年产量数百吨固体废物)；b.布局分散，生产规模小；c.设备密闭性差，“三废”治理落后 废物组成：主要有Cr、Pb、P、As、Cd、Zn、Hg等，毒性大 污染源：主要有铬盐、黄磷、氰化物和锌盐等 ②氯碱工业固体废物 成分：氯碱工业固体废物主要含汞盐、汞膏、废石棉隔膜、电石渣、废汞催化剂等 排量：a.废石棉产生量O.4～O.5 kg·t-1；b.汞膏排量较小，Hg含量97%～99%，Fe 1%；c.含汞废催化剂排量1.43 kg·t-1，Hg4%～6%③磷肥工业固体废物 废物成分：P、F、Si 危害：占用大片土地，由于风吹雨淋，使废物中可溶性F和P进入水体，造成水体污染 ④氮肥工业固体废物表1—5为氮肥工业主要废渣的产生量及组成⑤纯碱工业固体废物 产生量：一般生产1 t纯碱，产生废液9～11 m3，其中含固体废物量约为200～300 kg，年产废液1 300～1 400 m3，废渣30×104～40×104t。
⑥硫酸工业固体废物主要为粉尘，生产1 t硫酸产生粉尘约46～57 kg硫酸工业废水量大，生产1 t硫酸排出1～15 t酸性废水 ⑦有机原料及合成材料工业固体废物 废物特点：a.废渣少一般生产1 t产品，产生几千克至几吨废渣b.组成复杂主要为高浓度有机物，具有毒性、易燃性、爆炸性，可焚烧处理之⑧染料工业固体废物染料工业产生的固体废物主要有：a.染料生产工艺的硝化、酸化、偶合、水解、氯化等产生的铁泥、铜渣、有机树脂、废母液、废酸等；b.染料产品分离、精制过程中产生的过滤液及蒸馏残液等 ⑨感光材料工业固体废物感光材料工业生产中产生的固体废物主要有：a.胶片涂布整理过程中产生的废胶片；b.乳剂制备及胶片涂布中产生的废乳剂；c.片基生产中产生的过滤用的废棉垫及废片基；d.涂布含银废水处理回收的银泥及废水生化处理的剩余活性污泥等 感光材料工业固体废物的组成较复杂，含有大量的有机物及重金属，主要污染物有明胶、卤化银、三醋酸纤维树脂等若处理不当会对环境造成一定危害1.3.2.4 其他工业固体废物,(1)类别 ①煤矸石；②粉煤灰；③水泥厂窑灰；④放射性废物等 (2)产生量 ①煤矸石：是指夹在煤层中的岩石，是采煤和选煤过程中产生的固体废物。
产量约为原煤的15%，年增加1×108t·a-1历年积存13×108t，占地3 333.3 hm2 ②粉煤灰：主要指以粉煤为燃料的火力发电，城市供热的粉煤锅炉中产生的固体废物年产1.2×108 (1995年)，积存6×108t ③窑灰：仅大、中型水泥厂窑灰总量大于300×108t ④炉渣：全国燃煤炉约11×104多台，耗煤超过7×108t，年产炉渣O.8×108t 其产量仅次于尾矿、煤矸石、粉煤灰居第四位 ⑤放射性废物放射性废物来自三大领域：核能开发、核技术。